[发明专利]基于压缩感知和Hadamard变换的成像光谱系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于压缩感知和Hadamard变换的成像光谱系统，包括：望远镜单元、成像透镜、第一扩束准直透镜、第一数字微反射镜、照相机、凹面准直反射镜、分光光栅、第一会聚透镜、第二数字微反射镜、第二会聚透镜、合光光栅、第三会聚透镜、点探测器、Hadamard逆变换模块、压缩计算关联模块。

主权项

一种基于压缩感知和Hadamard变换的成像光谱系统，其特征在于，包括：望远镜单元、成像透镜（4）、第一扩束准直透镜（5‑1）、第一数字微反射镜（6‑1）、照相机（7）、凹面准直反射镜（8）、分光光栅（9）、第一会聚透镜（10‑1）、第二数字微反射镜（6‑2）、第二会聚透镜（10‑2）、合光光栅（11）、第三会聚透镜（10‑3）、点探测器（12）、Hadamard逆变换模块（13）、压缩计算关联模块（14）；其中，经由多目标对象的光经望远镜单元入射后通过成像透镜（4）成像，然后经第一扩束准直透镜（5‑1）将多目标对象的图像映射到所述第一数字微反射镜（6‑1）上，所述第一数字微反射镜（6‑1）首先将光全部反射到低分辨率的照相机（7）上，得到一个粗略的像，从而大体知道多目标对象在图像中所处的位置，然后将第一数字微反射镜（6‑1）上多目标对象在图像中所处位置以外的区域全部置0，仅在对目标对象在图像中所处位置的区域设置随机散斑，通过该随机散斑对映射到第一数字微反射镜（6‑1）上的光束进行调制，调制后的光束经过凹面准直反射镜（8）重新准直成平行光，该平行光覆盖分光光栅（9）的整个栅平面，所得到的分光光束在通过所述第一会聚透镜（10‑1）后在所述第二数字微反射镜（6‑2）上展成一条光谱线，所述第二数字微反射镜（6‑2）对该光谱线实施Hadamard编码变换，编码后的光谱图像再通过第二会聚透镜（10‑2）入射到合光光栅（11）的光滑面，根据光路可逆原理还原成平行光，由后续第三会聚透镜（10‑3）会聚收集；所述点探测器（12）对第三会聚透镜（10‑3）会聚收集的光束完成光强探测工作，所得到的探测信号经Hadamard逆变换模块（13）恢复出光谱线；上述过程对应所述第一数字微反射镜（6‑1）的一次微镜翻转，重复多次翻转，得到多个光谱线后，最后由所述压缩计算关联模块（14）恢复出光谱线上各波长所对应的二维平面图像。